Kauzalita, jak ji známe z každodenní zkušenosti, je tak trochu nudný patron. Cokoliv se stane, tedy následek, má vždy nejprve nějakou příčinu. Upustíte sklenici a sklenice se rozbije. Nikdy v opačném pořadí. Jenomže říše kvant má svoje vlastní pravidla, která se často rozcházejí s naší zkušeností. Následek vždycky nemusí následovat po příčině.
Japonsko-čínský tým to dokázal využít při nabíjení kvantových baterií. Takové baterie se objevily již dříve. Mohou se navzájem lišit, ale v podstatě máte jistotu, že využívají nějakou kvantovou podivnost. Yoshihiko Hasegawa z University of Tokyo a jeho spolupracovníci šikovně využili toho, že kauzalita je v kvantové mechanice řekněme více funky.
Jak upozorňují badatelé, soudobé baterie pro běžnou elektroniku, jako jsou třeba chytré telefony nebo různé senzory, obvykle využívají k uchování elektrické energie chemické látky, jako lithium. Kvantové baterie oproti tomu využívají nepatrné částice, jako soustavy atomů.
Pokud jde o kauzalitu, v klasické fyzice je lineární. Příčina vede k následku a šmytec. Kvantová mechanika to ale vidí poněkud jinak. Hasegawa a spol. využili kvantový koncept neurčité kauzality (ICO, Indefinite causal order) k nabíjení kvantových baterií. Jejich systém byl sice reálný, ale vysoce experimentální. Kvantovou baterii představovaly lasery, optické čočky a zrcadla.
Nabíjení takové kvantové baterie obvykle vyžaduje proces s více kroky, které následují po sobě v lineárním pořadí. Hasegawův tým do toho ale vpustil neurčitou kauzalitu. Uvedli celý systém do stavu kvantové superpozice a pak najednou následek následoval po příčině a současně také příčina následovala po následku. V takové situaci bylo možné provést různé kroky procesu nabíjení současně.
Vědci si pochvalují, že nabíjení s neurčitou kauzalitou významně vylepšilo fungování kvantové baterie. Uložila mnohem více energie a pracovala mnohem efektivněji. Zároveň vyšel najevo pozoruhodný jev, který patří k těm, co odporují „zdravému rozumu.“ Nabíječka s nižším výkonem může při neurčité kauzalitě poskytnout kvantové baterii vyšší energii s větší účinností než srovnatelná výkonnější nabíječka. Kvantové baterie jsou zatím jen v laboratořích, ale až se z nich jednou dostanou, rozhodně to nebude nuda.
Video: Indefinite causal order in quantum mechanics, Ognyan Oreshkov
Video: TiQT23, Yoshihiko Hasegawa: Thermodynamic Uncertainty Relations In Quantum Systems
Literatura
Kvantová nanobaterie by neměla ztrácet uložený elektrický náboj
Autor: Stanislav Mihulka (26.10.2019)
Totální miniaturizace: Atomární strojky fungují podle kvantové mechaniky
Autor: Stanislav Mihulka (09.05.2020)
Superabsorpční světelné kvantové baterie by mohly změnit pravidla hry
Autor: Stanislav Mihulka (18.01.2022)
Diskuze:
A co "zelený úděl"?
Jiří Kolumberský,2023-12-21 07:45:55
Pro parazity je v veledůležité získávat výpalné. Určitě i v kvantové mechanice najdou nějakou"uhlíkovou stopu"...
No...
Many More,2023-12-20 22:00:42
to bude výborný, až si budu chtít posvítit svítilnou s kvantovou baterií a ona mi bude svítit ... neurčitě :-)
Takže nakonec, přeci jen 42.
Mintaka Earthian,2023-12-19 14:18:39
Tedy dámy a pánové, když je ta naše realita tak ohebná, proč se vůbec pachtit s nějakým nabíjením.
Nechoďme kolem horké kvantové pěny a nalijme si čistého Boseho-Einsteinova kondenzátu.
Vyrobme prostě zdroj, který bude neustále i v nabité superpozici a šmitec.
A co se týče energie na cestování (rozuměj: převážně neužitečný přesun baryonové hmoty v časoprostoru), to bychom taky měli dořešit, když už ne Bistromatickým pohonem, tak aspoň tím nepravděpodobnostním.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
